🎓 ИППРПО — Инструменты поддержки промышленной разработки ПО

Лаб. работа "Docker: Сети"

👤 Бизюк Андрей 📅 16.12.2025 ⏱️ 6 мин. чтения lab

Лабораторная работа по теме “Docker: Сети”

Цель работы

Изучить концепции сетевого взаимодействия в Docker. Получить практические навыки создания и управления пользовательскими сетями, настройки связи между контейнерами, понимания различных типов сетевых драйверов и их применения.

Краткие теоретические сведения

Сети Docker — это механизм, который обеспечивает изолированную сетевую связь между контейнерами и между контейнерами и внешним миром. Docker предоставляет несколько типов сетевых драйверов для различных сценариев использования.

Типы сетевых драйверов Docker:

bridge — стандартный сетевой драйвер для контейнеров. Создает частную внутреннюю сеть на хосте. Контейнеры получают IP-адреса из частного диапазона и могут общаться друг с другом через сетевой мост.
host — контейнер использует сетевой стек хоста напрямую, без изоляции. Это обеспечивает максимальную производительность, но снижает изоляцию.
none — отключает весь сетевой функционал для контейнера. Контейнер не имеет сетевых интерфейсов.
overlay — используется для создания распределенных сетей между несколькими хостами Docker (в Docker Swarm).
macvlan — позволяет контейнеру получить MAC-адрес и выглядеть как физическое устройство в сети.

Ключевые концепции:

Docker0 — стандартный сетевой мост, который Docker создает автоматически.
Пользовательские сети — сети, создаваемые пользователем для лучшей изоляции и управления.
DNS-резолюция — Docker предоставляет встроенный DNS-сервер для разрешения имен контейнеров внутри пользовательских сетей.
Порты — механизм проброса портов позволяет сделать сервисы в контейнерах доступными из внешней сети.

Краткий справочник по командам работы с сетями

Основные команды для управления сетями

docker network ls — список всех сетей
docker network create [OPTIONS] NETWORK — создание новой сети
docker network rm NETWORK — удаление сети
docker network inspect NETWORK — просмотр детальной информации о сети
docker network connect NETWORK CONTAINER — подключение контейнера к сети
docker network disconnect NETWORK CONTAINER — отключение контейнера от сети

Параметры создания сети

--driver или -d — тип сетевого драйвера (bridge, host, none, overlay)
--subnet — подсеть в формате CIDR (например, 172.20.0.0/16)
--gateway — шлюз для сети
--ip-range — диапазон IP-адресов для контейнеров

Параметры запуска контейнера с сетевыми настройками

--network — подключение контейнера к определенной сети
--ip — назначение статического IP-адреса контейнеру
--hostname — установка hostname для контейнера
--link — связывание контейнеров (устаревший метод, лучше использовать пользовательские сети)

Требования к окружению

Операционная система: Debian 13 “Trixie” или новее
Docker Engine установлен и настроен
Доступ в Интернет для загрузки образов
Учетная запись пользователя без прав root

Порядок выполнения работы

Часть 1. Изучение существующих сетей

Просмотр доступных сетей Посмотрите список всех сетей, доступных в Docker:
```
1docker network ls
```
Вы должны увидеть три стандартные сети: bridge, host и none.
Детальная информация о сетях Получите подробную информацию о стандартной сети bridge:
```
1docker network inspect bridge
```
Обратите внимание на параметры сети, подсеть, шлюз и подключенные контейнеры.

Часть 2. Создание и управление пользовательскими сетями

Создание пользовательской сети Создайте новую сеть типа bridge с пользовательскими параметрами:
```
1docker network create --driver bridge --subnet 172.20.0.0/16 --gateway 172.20.0.1 my-custom-network
```
Проверьте, что сеть создана:
```
1docker network ls
```
Просмотр информации о созданной сети Получите детальную информацию о вашей новой сети:
```
1docker network inspect my-custom-network
```
Найдите информацию о подсети, шлюзе и конфигурации IPAM.

Часть 3. Работа с контейнерами в пользовательской сети

Запуск контейнеров в пользовательской сети Запустите два контейнера в вашей пользовательской сети:

1# Запуск первого контейнера с именем
2docker run -d --name web-server --network my-custom-network nginx:alpine
3
4# Запуск второго контейнера для тестирования связи
5docker run -d --name client --network my-custom-network alpine sleep 3600

Проверьте, что контейнеры запущены:

1docker ps

Тестирование сетевой связи по именам Подключитесь к контейнеру client и проверьте связь с web-server по имени:
```
1docker exec -it client sh
2
3# Внутри контейнера выполните:
4ping web-server
5nslookup web-server
6wget -O- http://web-server
7exit
```
Обратите внимание, что Docker автоматически обеспечивает DNS-резолюцию имен контейнеров в пользовательской сети.
Проверка IP-адресов контейнеров Узнайте IP-адреса контейнеров:
```
1docker inspect web-server | grep IPAddress
2docker inspect client | grep IPAddress
```
Убедитесь, что адреса находятся в диапазоне вашей подсети (172.20.0.0/16).

Часть 4. Назначение статических IP-адресов

Запуск контейнера с статическим IP Остановите и удалите существующие контейнеры, затем запустите новые со статическими IP:

1# Остановка и удаление
2docker stop web-server client
3docker rm web-server client
4
5# Запуск с статическими IP
6docker run -d --name web-server --network my-custom-network --ip 172.20.0.10 nginx:alpine
7docker run -d --name client --network my-custom-network --ip 172.20.0.20 alpine sleep 3600

Проверка назначенных IP Проверьте, что контейнерам назначены указанные IP-адреса:
```
1docker inspect web-server | grep IPAddress
2docker inspect client | grep IPAddress
```

Часть 5. Работа с портами и пробросом

Запуск контейнера с пробросом портов Запустите веб-сервер с пробросом порта на хост:
```
1docker run -d --name public-web -p 8080:80 --network my-custom-network nginx:alpine
```
Проверка доступности сервиса Проверьте, что веб-сервер доступен на хосте:
```
1curl http://localhost:8080
```
Также проверьте доступность из другого контейнера в той же сети:
```
1docker exec client wget -O- http://public-web
```

Часть 6. Изоляция сетей

Создание изолированных сетей Создайте две отдельные сети:

1docker network create --driver bridge frontend-network
2docker network create --driver bridge backend-network

Запуск контейнеров в разных сетях Запустите контейнеры в разных сетях:

1# Frontend сеть
2docker run -d --name frontend-app --network frontend-network nginx:alpine
3
4# Backend сеть
5docker run -d --name backend-db --network backend-network postgres:alpine

Проверка изоляции Попробуйте установить связь между контейнерами из разных сетей:
```
1docker exec frontend-app ping backend-db
```
Соединение должно быть невозможно, что демонстрирует сетевую изоляцию.

Часть 7. Подключение контейнера к нескольким сетям

Подключение существующего контейнера к другой сети Подключите frontend-app к backend-network:
```
1docker network connect backend-network frontend-app
```
Проверка межсетевого взаимодействия Теперь проверьте связь между контейнерами:
```
1docker exec frontend-app ping backend-db
```
Связь должна работать, так как frontend-app теперь подключен к обеим сетям.

Часть 8. Очистка окружения

Остановка и удаление всех контейнеров Остановите и удалите все созданные контейнеры:
```
1docker stop $(docker ps -q)
2docker rm $(docker ps -aq)
```
Удаление пользовательских сетей Удалите созданные сети:
```
1docker network rm my-custom-network frontend-network backend-network
```
Проверьте, что остались только стандартные сети:
```
1docker network ls
```

Задания для самостоятельного выполнения

Создание сети для микросервисов Создайте сеть microservices-net с подсетью 10.10.0.0/24. Запустите три контейнера: nginx (веб-сервер), redis (кэш) и postgres (база данных). Убедитесь, что все контейнеры могут достигать друг друга по именам. Назначьте статические IP-адреса: nginx — 10.10.0.10, redis — 10.10.0.20, postgres — 10.10.0.30.
Настройка сетевой изоляции Создайте две сети: public-net и private-net. В public-net разместите nginx-сервер с пробросом порта 8080. В private-net разместите контейнер с PostgreSQL. Убедитесь, что из внешней сети можно достучаться только до nginx, но не до PostgreSQL напрямую.
Исследование DNS-резолюции Запустите контейнер alpine в пользовательской сети. Используйте команды nslookup и dig (установите при необходимости) для исследования DNS-резолюции имен контейнеров. Проверьте, какие DNS-записи создает Docker автоматически.
Настройка множественных сетевых интерфейсов Создайте контейнер, который будет подключен к трем разным сетям одновременно. Проверьте, какие сетевые интерфейсы создаются внутри контейнера и как маршрутизируется трафик между ними.
Мониторинг сетевого трафика Используйте команду docker network inspect для мониторинга сетевого трафика между контейнерами. Запустите несколько контейнеров и создайте сетевую нагрузку между ними с помощью ping, wget или curl. Проанализируйте, как изменяется статистика сети.

Контрольные вопросы

Какие типы сетевых драйверов доступны в Docker и в чем их различие?
В чем преимущество использования пользовательских сетей перед стандартной сетью bridge?
Как Docker обеспечивает DNS-резолюцию имен контейнеров в пользовательских сетях?
Как назначить контейнеру статический IP-адрес при запуске?
Что такое сетевая изоляция в Docker и как ее реализовать?
Как подключить существующий контейнер к дополнительной сети?
Почему важно правильно планировать сетевую архитектуру при развертывании микросервисов?

Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

Титульный лист
Цель работы
Пошаговое описание выполнения работы с приведением всех вводимых команд и их выводов (можно в виде скриншотов или текстовых блоков)
Вывод, в котором необходимо кратко описать полученные знания и навыки
Описание выполненных заданий для самостоятельной работы